刘科院士:我担心现在不少地方都上电动车项目,几年后会产能过剩
智能化、网络化并不等同于电动化,汽车的本质仍然是A到B的移动需求,是我们日常上下班半小时的陪伴。我们当然希望汽车拥有更多功能,但过于复杂的技术只是为了锦上添花,而非雪中送炭。
在5月19日的复旦大学EMBA前沿论坛上,南方科技大学创新创业学院院长、清洁能源研究院院长刘科教授发表了一场引人深思的演讲。他警告说,许多地方都在大力发展电动车项目,但未来可能会出现产能过剩的问题。
刘科教授在演讲中详细阐述了清洁能源的最新科研成果及其在产业赋能创新创业中的应用。他特别强调了燃料电池技术的潜力,并指出:“甲醇是绿氢的液体载体,因为液体是人类最佳的能源载体。”
在谈论能源转型时,刘科教授强调了碳中和的核心是能源转型,而能源转型的关键在于四件事:风能、太阳能、电动车和氢能。他提到,虽然潮汐能和地热能也很重要,但相对来说规模较小。
刘科教授以太阳能为例,介绍了其巨大的发展潜力。他提到,华为在沙特建设的1.3GW太阳能电厂,利用沙特的丰富日照资源,可以实现极低的电价。这一创新技术不仅令人惊叹,更让我们看到了一个清洁能源未来的可能性。
太阳能和风能的发展并不能完全解决能源需求的问题。虽然这些可再生能源的价格已经大幅下降,但由于其供应的不稳定性,我们仍然需要其他能源来补充。刘科教授指出,这需要我们发展更好的储能技术,而这就需要创新和研究。
在谈论电动车时,刘科教授指出,中国发展电动车是因为石油资源的短缺。他提到,早在1912年,爱迪生和福特就代表了电动车和燃油车的两大阵营。铅酸电池的发明早于内燃机,这就是电动车的起点。
论坛上的演讲实录中,刘科教授还谈到了能源行业的其他重要话题,包括风能的潜力、太阳能的经济性、氢能的重要性以及未来能源发展的趋势。他的演讲富有深度和广度,为我们提供了一个全面、深入的了解清洁能源的窗口。
刘科教授的演讲为我们展示了清洁能源的无限潜力和挑战。他的见解深刻、思路清晰,让我们对清洁能源的未来充满了期待。回溯历史,我们发现电动车的踪迹早在19世纪便已浮现,自1920年代起,爱迪生的电动车逐渐淡出了人们的视线,直至近年,其产能才有所恢复。今日电动车的技术革新主要体现在电池及电机、通信技术及IT领域,而非车辆本身的革新。智能化、网联化并非电动车发展的必然路径,就如同手机导航功能一样,虽然为驾驶体验增添了色彩,但并不是必需品。
那么,为何电动车曾一度销声匿迹?我们来探寻其中的历史原因。
能量密度是核心问题之一。油箱容量不能无限扩大,而电池的能量密度相较于液体燃料仍有较大差距。尽管电池研究已有一百年历史,但其能量密度仍远不及汽油等液体燃料。这是人类在选择能源载体时考虑的重要因素之一。
将风能、太阳能转化为液体能源后,便于长途输送和储存。通过管道输送,能源可以高效地从产地运至目的地,成本极低。这也是液体能源在全球范围内占据主导地位的原因之一。
液体燃料如汽油可以长期储存,而氢气和电池则不具备这一特性。这也是人类倾向于选择液体作为能源载体的重要原因。
谈及福特流水线,它之所以成为人类的第一条流水线,是因为其能够实现大规模生产,降低成本。随着技术的发展,内燃机的成本不断降低,为电动车的普及奠定了基础。
在探讨电动车发展时,我们还需要关注其原材料市场。电动车的迅猛发展导致金属价格飙升,如碳酸锂的价格波动巨大。这对电动车产业链上的企业提出了巨大的挑战,那些未锁定矿山的企业往往面临亏损的风险。
电动车的发展需要多个方面的同步进行,包括电网的清洁化、原料供应、电池回收技术等。只有这些方面同步发展,才能真正实现电动车的可持续发展。我担忧的是,一些大城市在大量规划、生产电动车时,可能忽视了未来的产能过剩问题。
氢能作为一种新兴技术,具有巨大的发展潜力。与传统的燃烧系统不同,氢能在80℃的温度下通过H2与空气中的氧发生电化学反应产生电力,其效率是内燃机的2-3倍。这一优势使得氢能在未来具有广阔的应用前景。
电动车和氢能都是具有巨大潜力的技术领域。只要我们合理规划、同步发展,就有可能实现这些技术的广泛应用,为我们的生活带来更大的便利和效益。从上世纪90年代末至今,美国、日本及欧洲在氢能领域投入数百亿美元,但产业化进程却步履维艰。深入探究能源载体理论,我们发现液体能源载体具有极高的能量密度,因此氢气并不适合作为公共和大众的能源来源。氢是最小的分子,易于泄露,特别是在封闭空间,如深圳的地下停车场,一旦泄露,后果不堪设想。由于其爆炸范围广泛且极易点燃,即使是微小的火花也能引发严重事故。建设加氢站时务必保持安全距离。尽管氢气储存是个挑战,但氢能的优势仍不容忽视。其回收技术成熟,且环保成本较低。
而今,氢能受到关注主要是因为它解决了风能和太阳能的上网问题。在中国,大部分太阳能资源集中在内蒙古、青海和新疆等地,电力传输困难。而氢气传输更为困难,未来或许需要建设输氢管道。氢气的体积庞大,必须及时使用,这无疑是一个“先有鸡还是先有蛋”的问题。目前,一辆重型卡车运输氢气时,其载重量大部分被氢气的体积占据,实际可利用的氢气量有限。从西部运输氢气到深圳的途中,消耗的柴油甚至超过了运输的氢气的能量。
针对这些问题,有一种可行的解决方案正在兴起:绿色甲醇。十多年前,李书福看到中国的石油资源不足而甲醇资源丰富、价格实惠,便想在汽车领域应用甲醇。贵阳的1.7万辆运行甲醇的公共汽车和出租车已经稳定运行了12年,未出现任何安全问题。
与电动汽车相比,甲醇汽车在某些方面具有优势。例如,在贵阳这个城市,使用甲醇的出租车司机每月可以节省高达6万元的费用。对于重型卡车,使用液体能源更为合适,因为液体能量密度高,爬坡时电力需求不会激增。最近建成的全球首座年产10万吨的绿色甲醇工厂是一个重要的里程碑。该工厂生产的甲醇是100%绿色的,即使使用煤制甲醇,也能实现大约75%的减碳效果。
现在的问题是,尽管绿色甲醇汽车理论上可以运行得更加环保——特别是如果考虑到太阳能的因素——但它们仍然无法获得绿色车牌的待遇。这是因为新技术需要时间来被接受和认可。电动车也存在一些痛点,如电池重量大、材料成本高、快充站不足、冬季续航问题等。
有一种插电式绿色甲醇解决方案可以解决这个问题。它减少了电池的使用量,从而减轻了重量和成本。平时上下班200公里的行程绰绰有余。如果需要长途旅行,只需在路上添加甲醇作为补充能源即可实现边开车边充电的功能,解决里程焦虑问题。与电动车相比,慢充更加方便且成本低廉,不需要大规模更新电网或大规模集中的充电站管理。同时解决电动车的材料贵、重量大等问题带来的种种挑战以及冬天的取暖问题也不再困扰车主们了。当燃料电池技术成熟时绿色甲醇可以作为氢气的液体载体为汽车提供动力因为液体是人类最好的能源载体之一。在西部通过绿色氢气和氧气合成甲醇还有额外的优势中国已经建立了西气东输的天然气管道网络可以在现有管道旁边增加一条管道来输送甲醇这样不仅节省了成本而且使得私人投资者也能参与进来因为甲醇管道的铺设成本相对较低并且不需要额外的保险层覆盖即可抵御低温天气的影响这套绿色甲醇基础设施不仅能为传统内燃汽车提供动力也能为混合动力车和燃料电池车提供动力彻底改变了汽车行业的能源利用模式同时也带来了更加环保和可持续的交通出行方式选择甲醇的用途远不止于汽车领域。当夜幕来临,风力和太阳能无法再为我们提供能源时,甲醇便展现了其强大的发电能力。这是一种长期储能的战略选择。无论是能够接入电网的电力,还是无法接入的偏远地区,都可以利用甲醇转化为液体形式进行储存。即使在无风无光的两个月里,这些液体燃料依然能够为家庭提供稳定的电力和能量供应。
很多人对甲醇存在误解,认为它“力量不足”。最新的F4跑车已经实现了全甲醇动力。甲醇分子中含有氧气,其燃烧速度远超柴油,为车辆提供了强大的动力冲击。过去的问题主要源于未对汽油机进行相应的改造。那么,为什么跑车会选择甲醇作为动力源呢?一是其强大的冲击力,二是赛车引擎排放的污染较为严重。甲醇的比重、粘度以及燃烧值与酒精相似,但其唯一不同之处在于甲醇有毒,不可饮用。
甲醇,这个看似普通的燃料,实则蕴含着巨大的能量和潜力。随着技术的不断进步,甲醇的应用领域将会更加广泛,它不仅可以在汽车领域大放异彩,在能源储存和供电方面也将发挥重要作用。
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